于英建筑力學(xué)02-力和平衡的概念

建筑力學(xué)第一章第一節(jié)力和平衡的概念合肥鐵路工程學(xué)校機(jī)電教研室10/30/20231力和平衡的概念溫故知新學(xué)習(xí)探究知識(shí)強(qiáng)化課堂延伸提綱挈領(lǐng)一、剛體的概念二、力的概念三、平衡及力系的概念10/30/20232本節(jié)課需要解決的問題:1、什么是剛體？2、力的概念。3、什么是力系？4、平衡的概念。學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/20233第一章靜力學(xué)的基本概念第一節(jié)力與平衡的概念10/30/20234一、復(fù)習(xí)提高1、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的定義是什么？2、靜力學(xué)的研究對(duì)象是什么？3、按照幾何特征構(gòu)件劃分為哪三種？學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/20235二、新課靜力學(xué)：研究剛體在力的作用下的平衡規(guī)律剛體？關(guān)系如何？力？平衡？學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/20236一、什么是剛體？1.剛體的概念定義：所謂剛體是這樣的物體，在力的作用下，其內(nèi)部任意兩點(diǎn)之間的距離始終保持不變。物體理想化的力學(xué)模型

——?jiǎng)傮w剛體是在力的作用下不變形的物體。學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念一、什么是剛體？10/30/20237力在我們身邊是無處不在的！學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念二、什么是力？10/30/202389

提水桶時(shí)水桶受到手施加的力的作用，運(yùn)動(dòng)發(fā)生改變，人也有感覺，提水使雙臂肌肉緊張收縮。掰手腕時(shí)雙方用力肌肉也會(huì)緊張收縮，從而讓我們體會(huì)到力的存在。學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/20239學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202310學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202311學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202312學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202313說明了：力是使物體產(chǎn)生變形或者改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的根本原因?qū)W習(xí)探究力和平衡的概念10/30/2023141.力的概念：

定義

條件力是物體間相互的機(jī)械作用?？梢允刮矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化或者使物體的形狀發(fā)生變形1.力不能離開物體而單獨(dú)存在；2.力是物體間的相互作用，有施力物體就必須有受力物體學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/20231516人在提水的過程中，若把水桶看成是受力物體，則手是施力物體；反之，若認(rèn)為手是受力物體，則水桶是施力物體。判別時(shí)主要是判斷哪個(gè)是主動(dòng)，哪個(gè)是被動(dòng)。施力物體與受力物體的判別：主動(dòng)：施力物體被動(dòng)：受力物體施力物體和受力物體學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202316當(dāng)我們推開門的時(shí)候：手是施力物體，而門是受力物體。大家想一想，你能舉出關(guān)于力的例子嗎？并分析一下那個(gè)是受力物體和施力物體？學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/2023172.力的分類作用方式物體間不發(fā)生接觸而產(chǎn)生的力兩個(gè)物體相互接觸的力學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202318學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/20231920外效應(yīng)：力使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的效應(yīng)。

（運(yùn)動(dòng)效應(yīng)）內(nèi)效應(yīng)：力使物體的形狀發(fā)生變化的效應(yīng)。

（變形效應(yīng)）3.力的作用效應(yīng)學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202320力的作用效應(yīng)：

內(nèi)效應(yīng):物體的變形。外效應(yīng):物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變注意：力作用于可變形的物體時(shí)，既有內(nèi)效應(yīng)，也會(huì)有外效應(yīng)。力作用于剛體時(shí)，不會(huì)有內(nèi)效應(yīng)，只可能有外效應(yīng)?！坝職馓?hào)”火星探測(cè)器著陸裝置學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202321力的表達(dá)A力的三要素B力的圖示學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202322力的作用效果與力的哪些因素有關(guān)呢?學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202323哪些因素能影響力的作用效果呢？1、用手拉彈簧，力越大，彈簧伸的越長(zhǎng)用力越大，彈簧伸得越長(zhǎng)；表明力的作用效果跟_________有關(guān)。力的大小學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/2023242、用力向右拉彈簧，彈簧的長(zhǎng)度變_______。用力向左壓彈簧，彈簧的長(zhǎng)度變________?？梢?，力的作用效果還跟力的______有關(guān)？長(zhǎng)短方向?qū)W習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202325不同位置開門作用效果一樣嗎？思考？力的作用效果與力的作用點(diǎn)有關(guān)學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/2023261.力的三要素力作用點(diǎn)大小方向?qū)W習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202327定義：物體間相互作用的強(qiáng)弱程度單位：N（牛頓）或者KN（千牛）力的大小握力為3KN學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202328定義：靜止的物體在該力的作用下可能產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)或者運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向，包括作用線的指向和方位力的方向杯子受到豎直向下的重力學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202329定義：力作用在物體上的位置力的作用點(diǎn)作用在受力物體上的點(diǎn)學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202330力的作用點(diǎn)學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念集中力：當(dāng)接觸面面積很小時(shí)，力的作用點(diǎn)則可以抽象為一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)稱為力的作用點(diǎn)。該作用力稱為集中力。F集中力10/30/202331力的作用點(diǎn)學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念分布力：如果接觸面積較大而不能忽略時(shí)，則力在整個(gè)接觸面上分布作用，此時(shí)的作用力稱為分布力。例如雪荷載、風(fēng)荷載一般都是分布力。分布力的大小用單位面積上的力的大小來度量，稱為荷載集度。用p（N/m2）表示。分布力10/30/202332議一議下列圖中是通過改變力的哪個(gè)要素從而改變力的作用效果?通過改變力的大小學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202333通過改變力的方向?qū)W習(xí)探究力和平衡的概念圖中是通過改變力的哪個(gè)要素從而改變力的作用效果?10/30/202334我們知道力的作用效果的三要素以后，我們要如何來表達(dá)一個(gè)力呢？現(xiàn)在用大小為60牛，水平向右的力拉小車,如果要你完整地?cái)⑹鲞@個(gè)力,你應(yīng)當(dāng)如何敘述?學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/2023352.力的圖示在圖上把力的三要素表示出來我們知道力是矢量（既有大小又有方向的量），它是受力的三要素控制的，所以我們?cè)诒硎玖Φ膱D示時(shí)，一般用一條帶有箭頭的線段來表示力學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202336力的大?。?0牛力的方向：水平向右力的作用點(diǎn)：作用在物體上例圖20NF=60N學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念用大小為60牛，水平向右的力拉小車10/30/202337力的圖示法用一根帶箭頭、有標(biāo)度的線段表示力的三要素的方法線段的起點(diǎn)力的作用點(diǎn)力的大小力的方向線段的長(zhǎng)短箭頭所指方向20NF=60N學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202338學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202339例題

在水平桌面上的小車,受到大小為80牛,方向水平向左的拉力,請(qǐng)用力的圖示法畫出這個(gè)力20牛F=80牛將表示方向的箭頭畫在線段之內(nèi)自己選取推力時(shí)箭頭和作用點(diǎn)的關(guān)系學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202340作力的圖示步驟1、畫單位線段（標(biāo)度），并標(biāo)示所表示力的大小4、標(biāo)方向（箭頭畫在線段末端）5、標(biāo)力的字母和大?。ɡ纾篎=60N）6、輔助線用虛線（有角度要標(biāo)記出來）。2、在受力物體上標(biāo)示作用點(diǎn)3、以作用點(diǎn)為起點(diǎn)畫線段（單位線段整數(shù)倍≥2倍)學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/2023411力的作用點(diǎn)必須畫在受力物體上2力的箭頭必須畫在線段的末端，不能省略不畫。3

標(biāo)度必須附在圖上。4線段的長(zhǎng)度必須與比例相符。5必須標(biāo)出力的大小、單位、有角度的力必須標(biāo)明角度。6力必須畫成實(shí)線。注意學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202342小車受到一個(gè)向右上方且與地面成300角的力，該力的大小為80牛。20N300F=80N例題學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202343小車受到大小為80牛、水平向左的拉力的作用，力的作用點(diǎn)在A點(diǎn)，用力的圖示表示這個(gè)力正確的是：（）D學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202344放在水平地面上的物體，受到地面對(duì)它3牛向上的支持力的圖示。拿出筆和紙：畫出圖中物體所受力的圖示小球重100N，用輕繩懸掛靜止，畫出輕繩對(duì)球的拉力的圖示。你能分析力的作用點(diǎn)，力的方向和力的大??？思考一下！學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202345練習(xí)：

放在斜角為20o的斜面上的物體，受到平行于斜面向上的12N的拉力。20o學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202346定義：物體相對(duì)于地球保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。例如課桌上的書、靜止的橋梁。要使物體處于平衡狀態(tài)，作用于物體上的力必須滿足一定的條件，這些條件稱為平衡條件；

三.平衡的概念學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念三、平衡的概念重力支持力10/30/202347定義：作用在物體上的一群力。例如放在課桌上的書受到了重力、支持力，這兩個(gè)力構(gòu)成了一個(gè)力系。

三.平衡的概念學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念四、力系的概念10/30/202348

一般情況下，一個(gè)物體總是同時(shí)受到若干個(gè)力的作用。我們把同時(shí)作用于一個(gè)物體上的一組力稱為力系。DBCAAGFTFD學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202349

力系的分類：平面力系（1）平面匯交力系（3）平面一般力系力系中各力的作用線都處于同一個(gè)平面，稱為平面力系。在平面力系中，各力的作用線都匯交與一點(diǎn)，稱為平面匯交力系。（2）平面平行力系在平面力系中，各力的作用線都互相平行，稱為平面平行力系。在平面力系中，各力的作用線既不完全平行，也不完全相交，稱為平面一般力系。

為了便于研究和解決問題，將力系按照其各力作用線的分布情況進(jìn)行分類?？臻g力系力系各力的作用線不在同一平面內(nèi)的力系稱為空間力系。學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念10/30/202350匯交力系：力系中各力作用線匯交于一點(diǎn)。力偶系：作用于同一剛體上的一對(duì)大小相等、方向相反、但不共線的一對(duì)平行力稱為力偶。平行力系：力系中各力作用線相互平行一般力系：力系中各力作用線既不完全交于一點(diǎn)，也不完全相互平行三.平衡的概念學(xué)習(xí)探究力和平衡的概念四、力系的概念10/30/202351平衡力系:

使物體處于平衡狀態(tài)的力系稱為平衡力系。DBCAAGFTFD力系的平衡10/30/2023521.判斷下列物體是否平衡A:教學(xué)大樓B：勻速直